发布时间 : 星期五 文章操作系统习题集(2)更新完毕开始阅读43472cc80c22590102029d56
时间是多少（不考虑页表cache并假设所访问的页面事先已在内存）？
3.编写一个C程序实现以下功能：进程（记作A）派生子进程（记作B）。进程A, B分别调用对某一临界资源实施操作的函数CS( )（其原型为void CS(void)），最后进程A等待进程B结束而后结束。注意：(1) 使用Linux提供的进程管理系统调用。(2) 用信号量（在程序头部定义整形变量mutex即可）来实现对临界资源的互斥使用（假设系统提供P, V操作系统调用。）。
4.单CPU的处理机准备处理作业队列中的5个作业，排列顺序依次是A, B, C, D, E。它们的CPU运行时间依次是10, 6, 2, 4, 8分钟。假设它们没有任何I/O处理，并忽略操作系统有关处理时间。它们的优先级依次是3, 5, 2, 1, 4，其中第5级视为最高级。回答以下问题：
(1)画出分别使用时间片轮转法（时间片设为2分钟），短作业优先和非剥夺的优先级调度法调度时的运行进度表。
(2)在各调度算法下每个作业的平均周转时间是多少？
5. 假设某操作系统采用时间片轮转调度策略，时间片大小为100ms，就绪进程队列的平均长度为5，如果在系统中运行一个需要在CPU上执行0.8s时间的程序，问该程序的平均周转时间和平均等待时间各为多少？（不考虑IO情况） 6．使用信号量机制实现：进程A和进程B共享浮点数组data[1000]，它们共同完成对data中浮点数据的累加计算，由进程A输出最终的累加结果。
7．在页式虚存管理系统中，假设页表内容如下表，页面大小为2^12(2的12次方)，主存的访问时间是100ns，联想存储器的访问时间是10ns，换入页面（含重新设臵页表项，并
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用新页表项臵入联想存储器）的平均时间为100，000，000ns，进程所用页帧固定且驻留集大小为2，采用LRU页面淘汰算法，当进程被调度执行时，依次访问虚地址：(23362)8、(14565)8、 (24575)8，问各需要多少访问时间？(14565)8的物理地址是多少并解释？（假设联想存储器初始为空，变址先访问联想存储器） 页表：（表中的数均为八进制） 页号 页帧号（主存块号） 驻留位（标志） 0 1 2 3 101 254 1 0 1 0 磁盘地址 334 326 776 120 8、在一页式系统中，页面的大小为1KB，地址寄存器的字长为20位。现有一长度为4KB的用户程序，其4个页面分别被分配在内存的10，14，15和18块中。当程序中的访问地址为2058时，用图画出地址变换的过程。
(1).设某计算机系统采用虚拟页式存储管理方法，进程的虚拟地址空间为64KB，页面尺寸为4KB。假设当前进程的页表如右图所示（页表以二进制形式表示），请将虚拟地址8196和2050转换为物理地址。
(2).设某计算机系统采用虚拟页式存储管理方法，内存中为该进程分配4个物理页架, 开始时内存页架为空,假设进程在一段时间内的页面访问序列如下:6,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1，请画图表示采用以下页面淘汰算法时的缺页中断次数：（1）最佳页面淘汰算法（OPT）；（2）先进先出页面淘汰算法（FIFO）；（3）使用过最久的先淘汰(LRU)。
9、在一文件系统中，用户A为文件F1、F2的文件主，其存取权限为r、e、w；用户B为文件F2(与用户A的F2不是同一个文件)、F3的文件主，其存取权限为r、e、w。另外，用户B用文件名F4共享用户A的文件F1，其存取权限为r、e。画出系统的文件目录，并表示出共享及各用户的存取权限。（10分） 10、写出程序描述，用信号灯的P、V操作完成如下进程流图中各进程之间的同步。（10分） S 11、虚拟存储管理——缺页调度问题的分析
P1 P2 使用“分页式”虚拟存储管理技术，假设一个进程 P 的页面访问顺序如下：0 1 2 3 0 1 4 0 1 2 3 4。该进程创建时没有加载任何页面，即该进程启动时其所有指令和数据都不在内存中。
P3 1）设分配给该进程的物理页帧为3 个，使用FIFO 页面臵换算法时，请问会发生多少次缺P4
页中断？使用硬件实现的LRU 算法，会发生多少次缺页中断？
2）对于以上两种页面臵换算法，如希望减少缺页中断的次数，是否可以通过增加物理页P5 帧来解决？为什么？
3）在分页系统中将I/O 设备的数据缓冲区映射到内存空间后，其对应的页面是否能够被F 替换？为什么？
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12. I/O 设备与I/O 软件问题的分析和解决（默认分值：12 分）
设有一台 32 位计算机，使用单核CPU。你负责基于这台计算机设计一种新的网卡驱动程序，网卡的数据缓冲区为1M 大小，为了完成这个任务，你必须分析并解决以下问题： 1）I/O 软件问题：用户进程通过该网卡向局域网中的另一台计算机发送数据，请遵循I/O 软件的层次和控制流程，描述用户进程数据被保存到网卡缓冲区中的完整处理过程。注意：必须说明有哪些系统进程/服务进程参与，以及各自的作用。
2）网卡的工作模式如下：用户发出一个系统调用，请求将数据发送到局域网的另一台计算机上。然后操作系统将数据复制到一个内核缓冲区中，再将数据复制到网卡的数据缓冲区中。当所有数据都安全存放在网卡的数据缓冲区后，再将它们以每秒10M 位的速率发送。接收端的网卡以每微秒1 位的速率保存它们。当最后一位被接受后，目标计算机的CPU 将被中断。OS 将新到达的数据包复制到内核缓冲区中，并检查该数据包属于哪个接收进程，然后将数据复制到接收进程的内存空间中。设每一个中断及其相关的处理过程需花费1 毫秒，数据包为1024 字节（忽略包头），并且复制一个字节花费1 微秒时间。请问从发送进程提出请求，到接收进程获得数据的最小时间间隔是多少？ 14. 进程管理问题
设操作系统中的进程状态有如下七个：New、Ready、Run、Blocked、Exit、Suspend Ready、Suspend Blocked，请回答以下问题：
1）请分析New、Exit 和Suspend 状态的作用。
2）请描述在计算机中何时处理进程调度？如果采用多级队列调度算法，请尝试设计一个进程调度程序的软件框架。 15. 文件系统综合设计
假定你负责设计一个基于 32 位计算机的文件系统，如果存储磁盘的容量是60G，磁盘扇区大小为1M，文件的最大容量为2GB，文件名仅支持8.3 格式。该文件系统主要满足商用I/O 操作，因此空间变化比较频繁，请设计一种合理的文件系统磁盘空间管理方式。包括目录、文件的逻辑结构与物理实现。
16、已知主存的容量为32M，操作系统占有低地址端的4M；初始时，作业1(大小为10M)分配在主存的首址为16M。在高地址端进行分配，用最佳适应算法，回答下列问题（10分）： 1．画出初始时，主存的分配情况及空白区链接表；
2．画出将作业2(大小为6M)装入主存后，主存的分配情况及空白区链接表； 3．画出将作业3(大小为8M)装入主存后，主存的分配情况及空白区链接表；
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